Деловая слава России


Новости




Экспертное мнение

Деловая слава России » Межотраслевой альманах » Современные композиционные материалы в строительстве

Межотраслевой альманах, Наука: Современные композиционные материалы в строительстве - 17-10-2010, 14:04

 

 

Современные композиционные материалы в строительстве

 

ГУСЕВ Б.В., президент РИА, член-корр. РАН;

РАХМАНОВ В.А., генеральный директор ОАО ВНИИжелезобетон член-корр. РААСН;

ПОНОМАРЕВ И.Н., вице-президент РИА

 

СТРОИТЕЛЬСТВО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ с

 

         В строительстве существуют, пожалуй, две основные технические проблемы. Первая — это обеспечение прочности и долговечности сооружений. Вторая, не менее важная проблема — обеспечение благоприятных теплотехнических характеристик здания. Возможно ли создать такие материалы и конструкции, которые позволят строить 307 этажные здания с длительным сроком энергоэффективности? Ученые и инженеры находят ответ на этот вопрос.

 

 До недавнего времени основными конструкционными материалами в строительстве были металл и бетон. Применение высокопрочного кирпича обеспечивало надежность возводимых зданий высотой до 25 этажей. Наряду с этими проверенными временем материалами сегодня появилась возможность использовать в строительстве и новые композиционные материалы на основе эффективных видов волокон, которые по своим характеристикам уже сейчас превышают прочностные характеристики стали. Эффективные виды волокон — основа конструкционных материалов будущего строительства. 

 

 Действительно, если говорить о том, какие материалы должны работать в будущем, то никто и не думает о том, что бетон и металл надо снять с повестки дня. Но в целом ряде случаев углеродные, арамидные, базальтовые волокна, даже стеклянные волокна могут найти достаточно широкое применение в композиционных материалах.

 

 Глубоко убежден, что основной вызов нашего времени для инженерно-технической сферы находится в области создания новых материалов. Очередной научно-технический рывок выражается в «соединении несоединимого». Привычный нам мир преображается, материалы становятся композиционными, приобретают новые качества, бетон становится гибким и пластичным, из пластиков можно создать высокоэффективные конструкции. Появляются невероятные, с точки зрения наших предшественников, технологии, которые позволяют решать современные проблемы.

 

 Более 30 лет ведется работа в области создания композиционных материалов, в основе которых лежат те или иные волокна. Пока что производство углеродных и арамидных волокон в России ограничено. Между тем композиты позволяют создавать очень легкие материалы, стойкие ко всем видам воздействия. При этом новейшие материалы обладают свойством достаточно полной утилизации — а это очень важно в условиях крупных городов.

 

 Но не менее важное значение имеет качественная теплоизоляционная защита зданий, которая позволяет, во-первых, существенно, в 1,5-2 раза, уменьшить массу здания. Таким образом, появляется возможность вести строительство во всех неблагоприятных регионах России как по требованиям сеймостойкости, так и в районах с вечной мерзлотой. А ведь это основные районы у нас, к сожалению: там, где нужна сейсмостойкость, и там, куда распространяется вечная мерзлота.

 Для таких районов облегчение массы сооружения — это основной показатель, который обеспечивает сохранность зданий при воздействии сейсмонагрузки, при осадке здания вследствие подтаивания, вследствие различных неблагоприятных условий, которые могут сложиться в этих регионах.

 

 Основная цель работы с новыми материалами — обеспечение теплотехнических характеристик, чтобы сохранить в зданиях нормальную рабочую температуру 20-240С при низких расходах на отопление. Этот показатель регулируется коэффициентом термического сопротивления, который сейчас составляет порядка 3 м2 0С/Вт.

 

 Наряду с требованиями по теплотехническим характеристикам к строительным материалам будущего есть еще одно требование: долговечность самих теплоизоляционных материалов. Сегодня основные применяемые материалы служат не более 15-20 лет. Замена теплоизоляции — это весьма трудоемкая работа. Как правило, сегодня используются плитные материалы (волокна+смолы), минеральные волокна, легкие бетоны на основе керамзита, ячеистые бетоны, поробетоны всякого вида. Все эти материалы разрушаются в течение двух-трех десятилетий: минеральные плиты после нескольких циклов зима—лето значительно теряют свои свойства. А ячеистые бетоны попросту крошатся от воздействия воды. Поробетоны, созданные на основе пены и цементно-песчаной смеси, также не стали панацеей в области теплоизоляции. При низких плотностях такой бетон, менее 300 кг/м3, становится очень хрупким, непрочным материалом, постепенно выкрашивается.

 

* * * * *

 

 В последнее десятилетие появился достаточно эффективный материал из полистиролбетона. Материал, который использует все теплотехнические достоинства полистирола, а точнее пенополистирола. Так как полистирол в виде гранул находится в цементнопесчаной матрице, то он не горюч в отличие от полистирола в чистом виде. Не горит и не поддерживает горение за счет того, что гранула полистирола фактически забетонирована.

 

 Полистиролбетон не разрушается под действием солнечных лучей, так как находится в защитной оболочке. Этот материал в настоящее время имеет самые высокие теплотехнические характеристики. При плотности полистиролбетона от 150 до 600 кг/м3 он имеет прочность от 0,2 до 3,5 МПа, материал имеет морозостойкость в 34 раза более высокую, чем пенобетон, так как обладает плотной монолитной структурой в своей общей массе. Там нет пустот, нет ячеек, куда может проникнуть вода.

 

 Материал полистиролбетон получают по инновационным технологиям, с управляемыми свойствами. Создана теоретическая модель вспенивания полистирольных гранул заполнителя, полученных зависимостей прочности, плотности и теплопроводности полистиролбетона от состава и качества его компонентов.

 

Исследовательский коллектив технологического института ОАО «ВНИИжелезобетон» с привлечением ведущих научных и проектных организаций разработал и уже внедряет наукоемкую систему полистиролбетонных ограждающих конструкций для строительства энергоэффективных зданий.

 

 Разработаны наружные ограждающие конструкции зданий с использованием сборного и монолитного полистиролбетона, создана и освоена эффективная заводская технология и оборудование для изготовления полистиролбетонных  плит и армированных надпроемных перемычек, разработан комплекс нормативно-технической документации для проектирования и строительства энергоэффективных жилых и общественных зданий.

 

 По результатам работы исследовательского коллектива опубликовано более 30 монографий и статей, разработано 22 нормативных документа, в том числе первый в стране ГОСТ на полистиролбетон Р 51263-99, получено 39 патентов РФ.

Технологический институт ВНИИжелезобетон выдвинул работу «Создание, освоение производства и применение материалов и конструкций на основе полистиролбетонов нового поколения при массовом строительстве энергоэффективных зданий» на соискание Премии Правительства Российской Федерации за 2009 год в области науки и техники.

 

 Gusev B.V., Rakhmanov V.K., Ponomarev

I.N. There are two main problems in engineering. The first one — is the problem of providing strength and durability of constructions. The second problem, but not less important –is ensuring favorable heat engineering characteristics of a building. Is it possible to invent materials and constructions, which will allow us to built 30-storey buildings with long term of energy efficiency? Scientists and engineers are working on this question. Recently, metal and concrete were the main building materials in engineering. Use of engineering brick provides reliability of erecting buildings height up to 25 stores. At the same time, with the usage of time-tested building materials, today we have an opportunity to apply new composite materials made on the base of effective fibers, which characteristics are much higher then strength characteristics of steel. The effective fiber is a base of engineering materials of a future.

 

 

Еще статьи о строительстве



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

АДИ СЛАВИЦА

Агентство деловой информации





МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


Стройинвестиндустрия

КАЛЕНДАРЬ СОБЫТИЙ:

«    Сентябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 

АРХИВ НОВОСТЕЙ:

Сентябрь 2017 (2)
Август 2017 (3)
Июль 2017 (5)
Февраль 2017 (1)
Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (7)